Làm thế nào người khiếm thị có thể định vị được tiếng vang như loài dơi - How Blind People Can Use Echolocation To See Like Bats

Theo một báo cáo được công bố trên số ra ngày 25 tháng 5 năm 2011 của tạp chí khoa học PLoS ONE, các nhà nghiên cứu tại Đại học Trung tâm Western Ontario về tâm trí và não, đã phát hiện ra rằng người khiếm thị có thể sử dụng định vị bằng tiếng vang để xác định thông tin quan trọng về các vật thể xung quanh - kích thước, hình dạng và chuyển động của họ - với độ chính xác tuyệt vời. Câu hỏi là: làm thế nào để họ sử dụng đôi tai của mình để "nhìn thấy" và định vị môi trường của họ. Để hiểu rõ hơn định vị bằng tiếng vang của con người, trước tiên chúng ta hãy tìm hiểu định vị bằng tiếng vang ở động vật. Ví dụ tốt nhất của định vị bằng tiếng vang là ở loài dơi.

Định vị bằng tiếng vang ở loài dơi

Dơi là loài định vị bằng tiếng vang rất giỏi. Chúng có một khả năng tuyệt vời để nghe - và "nhìn thấy" – bằng cách sử dụng hệ thống định vị bằng siêu âm. Khi bay trong bóng tối hoặc săn mồi, dơi phát ra một loạt sóng ngắn có âm thanh the thé từ miệng hay mũi của nó. Các sóng âm thanh dội lại từ bất kỳ đối tượng họ đi qua, tạo ra một tiếng vang. Các sóng âm này dội lại từ bất kỳ vật thể nào nó gặp, tạo ra một tiếng vang. Quá trình này giúp dơi nhận ra các đặc điểm trong môi trường - chưa kể đến con mồi.

Kích hoạt thử nghiệm định vị bằng tiếng vang để bắt chước trong não

Hình minh họa cho thấy sự kích hoạt để bắt chước trong não của chuyên gia về định vị bằng tiếng vang và sự vắng mặt của sự kích hoạt trong não của một người kiểm soát (người có thị giác bình thường).

'Flash sonar' là từ đồng nghĩa với 'định vị bằng tiếng vang’ trong thế giới con người. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện là người khiếm thị có thể cảm nhận được các vật thể im lặng trong môi trường bằng cách xử lý âm thanh tại các trung tâm hình ảnh của bộ não của họ.

Trong thí nghiệm trên, các nhà nghiên cứu Canada đặt các mi-crô nhỏ trong tai của những người mù và ghi lại những tiếng lách cách của lưỡi và tiếng vọng trở lại. Những tiếng vọng đã ghi được bật lên lại và hoạt động của não của mỗi người trong thời gian đó được nghiên cứu bằng chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI). fMRI là một loại chụp cộng hưởng từ chuyên dụng, dùng để đo sự thay đổi trong máu tuần hoàn ở não hoặc cột sống con người (và động vật) liên quan đến hoạt động thần kinh.

Các kết quả fMRI rất đáng ngạc nhiên. Điều thú vị là, máy quét cho thấy hoạt động trong một phần đặc biệt của não có liên quan đến "xử lý thông tin thị giác, thay vì phần nơi thông tin thính giác được xử lý. "Điều này cho thấy vùng não thị giác đóng vai trò quan trọng trong việc định vị bằng tiếng vang ở những người mù", tác giả Lore Thaler, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Western Ontario, Canada cho biết.

Làm thế nào định vị bằng tiếng vang có tác dụng ở người mù?

Hoạt động phụ thuộc vào mức độ ô-xi trong máu (blood oxygenation level dependent activity) ở tiểu não

Hình bên trái: Hoạt động phụ thuộc vào mức độ ô-xi trong máu trong khi người tham dự nghiên cứu lắng nghe bản ghi âm và đánh giá địa điểm. Hình bên phải: Sự tương phản giữa kích hoạt phụ thuộc vào mức độ ô-xi trong máu cho bản ghi âm có tiếng vang từ các vật thể và bản ghi âm không có những tiếng vang ấy.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các bộ định vị tiếng vang của người mù có thể cảm nhận được "hình dạng, chuyển động và vị trí của các vật thể dựa trên những tiếng vang được ghi lại." Tiếng lách cách cung cấp thông tin về mật độ của một đối tượng, vị trí và kích thước của nó.

Mặt khác, đối tượng kiểm soát là những người bình thường không có định vị tiếng vang thì không thể phát hiện vật thể dựa trên các bản ghi âm tiếng vang. Ngoài ra, quét não của họ không cho thấy hoạt động liên quan đến tiếng vang.

Còn rất nhiều điều nữa để khám phá trong nghiên cứu đầu tiên dạng này, và nghiên cứu vẫn đang tiếp diễn. "Ngay cả vào thời điểm này, rõ ràng là định vị bằng tiếng vang cho phép người khiếm thị làm được những việc mà không thể làm được khi không nhìn thấy và bằng cách đó nó giúp những người mù và thị giác suy giảm có thể độc lập hơn nhiều trong cuộc sống hàng ngày của họ", Mel Goodale, tác giả chính, giáo sư Khoa học thần kinh ở Canada, cho biết.